黑龙江省青年科学基金(QC2012C024)
- 作品数：13 被引量：99H指数：7
- 相关作者：胡庆雷马广富张爱华石忠霍星更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学滨州职业学院中国民航大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省青年科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 航天器新型非奇异饱和终端滑模姿态控制被引量：15
- 2015年
- 针对刚体航天器姿态机动过程中存在的控制饱和与外部干扰问题,提出一类基于新型非奇异饱和终端滑模面的有限时间控制器设计方法。该控制方案不仅保证姿态机动过程的快速性,而且避免了传统的终端滑模面所带来的奇异性问题。此外,本文建议的控制器不仅显式考虑执行器输出力矩的饱和幅值要求,使航天器在饱和幅值的约束下完成姿态控制任务,而且控制器的设计对外部干扰的上界没有任何要求,也无需作任何小角度的假设。进一步的稳定性分析表明,通过引入新型非奇异饱和终端滑模,该控制器使得闭环系统能够快速收敛到滑模面的微小邻域内,继而收敛到平衡点的微小邻域内,并且系统对外部干扰具有较强的鲁棒性。数值仿真校验了该控制器在姿态机动过程中的性能。
- 胡庆雷王辉石忠高庆吉
- 关键词：航天器终端滑模
- 单轴有限推力下卫星轨道快速机动控制
- 2013年
- 针对仅能提供单轴推力的卫星轨道机动的快速性问题,提出了一种利用高斯伪谱法来求解最优控制问题的方法.通过引入"虚拟卫星"的概念,将卫星轨道机动问题转化为实际卫星与虚拟卫星的软交会问题.建立了相对运动方程,以机动时间为性能指标,利用高斯伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题,避开了求解两点边值问题的困难.通过使用MATLAB优化工具箱求解得到最优轨迹.结果表明,高斯伪谱法针对多约束、非线性强耦合方程,求解速度快,精度高,对初值选取不十分敏感,寻优能力强,且具有一定的鲁棒性.
- 胡庆雷姜成平晋小伟霍星
- 关键词：高斯伪谱法
- 控制受限的卫星轨道转移过程中的姿态控制被引量：3
- 2013年
- 针对刚体卫星在轨道转移过程中存在由质心漂移和推力偏心产生干扰力矩的控制问题,考虑存在参数不确定性、外部干扰以及控制输入受限,提出了一种智能自适应滑模控制方法,这种方法继承了传统自适应滑模控制的优点的同时,利用神经网络的逼近能力来补偿执行机构的饱和非线性,进而满足执行机构的幅值受限的要求.最后将该方法应用于卫星的轨道转移过程中,结果表明了方法的有效性与可行性.
- 胡庆雷张爱华姜成平晋小伟
- 关键词：卫星自适应滑模
- 含时变时延的卫星编队姿态协同自适应滑模L_2增益控制被引量：2
- 2013年
- 针对带有时变通信时延和输入时延的卫星编队飞行姿态协同控制问题,考虑卫星转动惯量参数不确定性及干扰,提出了一种自适应滑模L2增益控制算法。该方法首先利用自适应参数辨识技术对由转动惯量参数不确定给系统带来的扰动上界进行估计,进而设计了含时变时延信息的滑模自适应控制器,构造Lyapunov-Krasovskii函数,从理论上证明了闭环系统在该控制器作用下可以协同达到渐进稳定。在此基础上,进一步考虑存在外部干扰的影响,定义包括外部干扰与自适应参数估计误差在内的广义干扰,设计了对广义干扰具有L2增益抑制作用且含时变时延信息的姿态协同控制器。最后,仿真结果表明了所提出的控制器的可行性、有效性。
- 胡庆雷张健马广富
- 关键词：卫星编队时变时延滑模L2增益
- 过驱动航天器自适应姿态补偿控制及控制分配被引量：4
- 2014年
- 针对过驱动航天器存在执行机构安装偏差及外部干扰问题,提出一种自适应姿态补偿控制策略,应用Lyapunov稳定性理论证明了该控制算法能够在有限时间内实现姿态几乎全局渐近跟踪控制.同时考虑执行机构冗余特性及其控制力矩位置和速度约束,设计最优动态控制分配策略保证控制力矩的平稳性和能量最优.最后将设计的控制器与控制分配策略应用于某型航天器姿态跟踪控制,仿真结果表明该方法对不确定惯量特性具有良好的鲁棒性,对执行器安装偏差与干扰具有较好的补偿控制能力,并验证了该控制分配策略具有较好的能量优化控制能力.
- 张爱华胡庆雷霍星
- 关键词：自适应控制补偿控制
- 执行器安装存在偏差的航天器姿态有限时间控制
- 针对执行器存在安装偏差的、受干扰的航天器姿态控制问题,提出了一种渐近姿态稳定控制方法。该方法首先设计滑模观测器在线重构干扰与因执行器安装偏差而产生的力矩总和。基于Lyapunov稳定性理论证明了该观测器能够在有限时间内实...
- 霍星胡庆雷肖冰
- 关键词：航天器滑模观测器
- 文献传递
- 航天器自适应终端滑模有限时间姿态控制
- 针对航天器快速姿态机动控制问题,考虑存在参数不确定性、外部干扰等约束,提出了一类自适应终端滑模有限时间控制方法,确保闭环系统在有限时间内快速收敛到滑模面的邻域内;同时,通过引入参数自适应学习律,使得控制器的设计不依赖于参...
- 胡庆雷姜成平张振霞张爱华
- 关键词：航天器自适应控制终端滑模
- 文献传递
- 考虑执行器安装偏差时航天器姿态稳定的控制分配被引量：8
- 2013年
- 针对存在执行机构安装偏差和外干扰的航天器姿态控制问题,提出一类基于反步法的自适应滑模控制策略,该方法在实现姿态控制快速性和高精度的同时,能有效地避免因执行机构安装偏差引起的不确定性所导致的控制奇异现象。在此基础上,考虑到执行机构冗余特性,进一步提出一种基于能量最优约束二次规划的动态控制分配算法来完成期望指令到执行机构的指令分配,克服了传统伪逆法难以考虑的控制力矩位置和速度约束,减少了系统功耗,实现了分配后控制力矩的平稳性和能量最优。最后,将提出的控制方案应用于某型轮控刚体航天器的姿态稳定任务中,仿真结果验证了提出方法的可行性、有效性。
- 李波胡庆雷石忠马广富
- 关键词：航天器反步法
- 过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制被引量：11
- 2013年
- 针对四反作用飞轮配置的刚体航天器执行机构故障以及外部干扰等问题,提出一种姿态容错控制分配算法。该方法通过设计滑模观测器,实现在有限时间内对执行机构故障与外部干扰的精确重构;特别地,应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制器能够在有限时间内实现对闭环姿态的全局渐近稳定控制,且该控制策略可实现对反作用飞轮故障与外部干扰的鲁棒性。此外,采用计算量较小的基序最优控制分配方法快速实现了期望控制力矩到四反作用飞轮指令控制力矩分配。最后,针对某型号航天器以及各种反作用飞轮故障进行数值仿真,仿真结果表明所设计过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制方法能够在线、及时、精准地完成故障重构与控制分配。
- 张爱华胡庆雷霍星马广富
- 关键词：滑模观测器
- 多航天器系统分布式有限时间姿态协同跟踪控制被引量：5
- 2014年
- 基于一致性算法,在有向通讯拓扑下,研究存在状态约束的多航天器系统分布式有限时间姿态协同跟踪控制问题.在仅有部分跟随航天器可以获取领航航天器状态,并且跟随航天器之间存在不完全信息交互的情形下,设计了分布式快速终端滑模面,提出了不依赖于模型的分布式有限时间姿态协同跟踪控制律.根据有限时间Lyapunov稳定性定理,证明了系统的状态在有限时间内收敛于领航航天器状态的小邻域内.最后通过仿真算例验证了所提出算法的有效性.
- 张海博胡庆雷马广富朱志斌
- 关键词：航天器系统分布式
